【C++】private と public の違い | メンバへのアクセスを制限しデータを守る方法

2025年8月24日

はじめに

C++のクラスで、全てのメンバを public（公開）にしてしまうと、クラスの外部から myCar.gas = -10.0; のように、意図しない不正な値を直接代入できてしまいます。これでは、オブジェクトの状態が簡単におかしくなり、バグの原因となります。

このような問題を防ぐのが、オブジェクト指向の重要な概念である「カプセル化（データの隠蔽）」です。重要なデータ（メンバ変数）は private（非公開）にして外部から隠し、そのデータを操作するための安全な窓口となる関数（メンバ関数）だけを public（公開）にします。

この記事では、private と public を使い分けて、クラスのメンバへのアクセスを適切に制限し、オブジェクトの安全性を高める方法を解説します。

アクセス制限を実装したサンプルコード

このコードは、Carクラスのメンバ変数 fuel（燃料）を private にし、値を設定するための public なメンバ関数 setFuel の中で、値が不正でないかをチェックするロジックを実装します。

完成コード

#include <iostream>

using namespace std;

class Car {
private:
    // 1. privateメンバ: 外部から直接アクセスできない
    int licenseNumber;
    double fuel;

public:
    // 2. publicメンバ: 外部からアクセスできる操作の窓口
    void showStatus();
    void setValues(int num, double gas);
};

// メンバ関数の実装
void Car::showStatus() {
    cout << "ナンバーは " << licenseNumber << " です。" << endl;
    cout << "燃料は " << fuel << " リットルです。" << endl;
}

// 値を設定するためのセッター関数
void Car::setValues(int num, double gas) {
    // 3. 不正な値でないかチェック
    if (gas >= 0 && gas <= 100) {
        // 条件を満たす場合のみ、privateメンバに値を設定
        licenseNumber = num;
        fuel = gas;
        cout << "ナンバーと燃料を設定しました。" << endl;
    } else {
        // 不正な値の場合は、エラーメッセージを表示して値を変更しない
        cout << gas << " は不正な燃料の値です。" << endl;
        cout << "値は変更されませんでした。" << endl;
    }
}

int main() {
    Car myCar;
    
    // publicなメンバ関数 `setValues` を通じて値を設定
    myCar.setValues(1234, 50.5);
    myCar.showStatus();
    
    cout << "\n--- 不正な燃料の値(-20.0)を設定してみます ---" << endl;
    myCar.setValues(5678, -20.0); // 不正な値なので、メンバ変数は更新されない
    
    // 値が変わっていないことを確認
    myCar.showStatus();
    
    // NG: privateメンバに直接アクセスしようとするとコンパイルエラーになる
    // myCar.fuel = 999.9; // エラー！ fuelはprivateです

    return 0;
}

コードの解説

1. `private` メンバ

private: キーワード以降に宣言された licenseNumber と fuel は、Carクラスの外部から直接アクセスすることができなくなります。main関数の中で myCar.fuel = 999.9; のように書くと、コンパイルエラーが発生します。

2. `public` メンバ

public: キーワード以降に宣言された showStatus と setValues は、クラスの外部（main関数など）から自由に呼び出すことができる、公開された操作の窓口です。

3. `setValues` 関数によるデータ保護

private なメンバ変数 fuel に値を設定する唯一の方法は、public な setValues 関数を呼び出すことです。そして、この setValues 関数の中には、 if (gas >= 0 && gas <= 100) という**検証ロジック（ガード節）**が組み込まれています。引数として渡された gas の値が、0から100の範囲内という妥当な値である場合のみ、実際に fuel メンバ変数への代入が行われます。

このように、データを private で隠蔽し、public な関数でアクセスを制御することで、オブジェクトが常に矛盾のない、正しい状態に保たれることを保証できます。これがカプセル化の大きなメリットです。